DE2200510B2 - Roentgeneinrichtung mit einer roentgenroehre mit mindestens zwei wahlweise einschaltbaren brennflecken und einer verstellbaren primaerstrahlenblende - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenröhre mit mindestens zwei verschiedenen wahlweise einschaltbaren, zum Zentralstrahl unterschiedlich geneigten Brennflecken, mit einem Schalter zur Vorwahl eines der Brennflecke und mit einer im Röntgenstrahlenbündel angeordneten verstellbaren Primärstrahlenblende.

Es ist allgemein bekannt, daß die geometrische Unscharfe bei der Abbildung mit Röntgenstrahlen infolge der Zentralprojektion proportional zur Größe der Projektion des Brennflecks der Röntgenröhre in Richtung des Zentralstrahls des Röntgenstrahlenkegels ist. Da die Röntgenabstrahlung von der Anodenoberfläche einer Röntgenröhre gleichmäßig nach allen Richtungen hin erfolgt, ist man seit langem dazu übergegangen, den Teil der emittierten Röntgenstrahlung zu verwenden, der von der Anodenoberfläche streifend abgestrahlt wird. Auf diese Weise kann die Größe der abbildungsmäßig wirksamen Projektion des Brennflecks trotz unveränderter Brennfleckgröße verkleinert und eine geringere geometrische Unscharfe erzielt werden. Weiterhin ist es bekannt, daß wegen der endlichen Belastbarkeit des Anodenmaterials mit kleiner werdendem Brennfleck zugleich auch die maximal zulässige Röntgenröhrenleistung zurückgenommen werden muß. Um eine bessere und gleichmäßigere Wärmeabstrahlung von der Anode zu erreichen, ist man daher seit etlichen Jahren dazu übergegangen, die Anoden als sogenannte Drehteller auszubilden (DT-AS 10 62 827). Durch entsprechende Ausbildung der Kathode wird dafür gesorgt, daß die Elektronen nur auf einer verhältnismäßig schmalen Rechteckfläche des abgeschrägten Randes des Drehanodentellers, dem Brennfleck, auftreffen. Die Kantenlängen des Brennflecks werden dabei so gewählt, daß sich der Brennfleck in der Richtung des Zentralstrahls als Quadrat projiziert.

Je nach Art der Untersuchung wird der Arzt entweder größeren Wert auf eine geringere geometrische Unscharfe oder aber auf eine geringere Bewegungsunschärfe legen. Im ersteren Fall wird er daher mit einem möglichst kleinen Brennfleck, im zweiten Fall, um bei größerer Röhrenleistung kürzere Belichtungszeiten zu erhalten, mit einem größeren Brennfleck arbeiten wollen. Zur besseren Anpassung an diese wechselnden Anforderungen werden die Drehanodenteller bei Röntgenröhren häufig mit einem inneren, nur wenig abgeschrägten und einem äußeren, stärker abgeschrägten Rand versehen, wie das in der Fig. 1 der DT-AS

<° 10 62 827 gezeigt ist. Den beiden Anodentellerrandflächen gegenüber befindet sich je eine Kathode, die ein in Länge und Breite entsprechend angepaßte Elektronenstrahlenbündel emittieren kann. Bei solchen Röntgenröhren ist es dein untersuchenden Arzt überlassen,

■5 den Brennfleck zu wählen, der ihm jeweils am geeignetsten erscheint. Hierbei besteht jedoch bei Röntgenröhren, die infolge einer geringen Neigung des Brennflecks zum Zentralstrahl Aufnahmen mit verhältnismäßig geringer geometrischer Unscharfe gestatten, die Gefahr, daß Aufnahmen verdorben werden, weil bei der Ausblendung eines großen Filmformates und entsprechender öffnung der Primärstrahlenblende ein Teil des primären Röntgenstrahlenbündels durch den Drehanodentellerrand abgedeckt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Fehlaufnahmen zu vermeiden, ohne gleichzeitig auf die Vorzüge einer besonders geringen geometrischen Unscharfe verzichten zu müssen.

Bei einer Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine durch die Verstellung der Primärstrahlenblende betätigbare Schaltvorrichtung, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Öffnung beim Einstellen von die Primärstrahlenblende bildenden Blendenplattenpaaren nur den Betrieb mit zum Zentrahlstrahl stärker geneigtem Brennfleck zuläßt und eine etwaige Vorwahl des jeweils schwächer geneigten Brennflecks aufhebt.

Dadurch ist sichergestellt, daß der untersuchende Arzt bei der Wahl eines größeren Filmformats und damit größerer öffnung der zwischen Brennfleck und Untersuchungsobjekt im primären Strahlenbündel angeordneten Primärstrahlenblende nur mit einem Brennfleck arbeiten kann, bei dem das vom Brennfleck ausgehende Röntgenstrahlenbündel das Filmformat ohne Abschattung durch den Anodentellerrand voll ausleuchtet. Ist der Schalter für die Vorwahl des Brennflecks auf den kleinsten Brennfleck eingestellt, so wird die Aufnahme bei allen Filmformaten stets von selbst mit dem bei dem jeweiligen Filmformat kleinstmöglichen Brennfleck und der kleinstmöglichen geometrischen Unscharfe erfolgen. Dies gilt in verstärktem Maße, wenn auch noch die verschiedenen Neigungswinkel der einzelnen Brennflecke relativ zum Zentralstrahl dem halben öffnungswinkel des Strahlenkegels bei den verwendeten üblichen Filmformaten und den verwendeten Film-Fokusabstand angepaßt sind. Dann werden nämlich bei diesen gängigen Filmformaten Aufnahmen mit der theoretisch kleinstmöglichen Neigung

des Brennflecks relativ zum Zentralstrahl ermöglicht, bei denen Randstrahlen des Strahlenbündels die Anodenoberfläche gerade streifend verlassen. Auf diese Weise findet bei diesen gängigen Filmformaten bei gegebener Brennfleckgröße, d. h. bei gegebener Röntgenröhrenleistung, eine Optimierung in Richtung geringstmöglicher geometrischer Unscharfe statt.

Zwar ist es durch die DT-AS 11 60 558 bei einem Röntgenuntersuchungsgerät mit einer Bildverstärker-

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röhre, die eine Änderung des Abbildungsmaßstabes ermöglicht, bekannt, die Röntgenstrahlenblende synchron der Maßstabsänderung anzupassen. Dadurch wird die Sireustrahlenbelastung des Patierten vermindert, eine Verkleinerung des Brennflecks oder seiner Projektion sind damit jedoch nicht verbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hcnd ein^s in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Aufnahme mit kleinstmögiicher geometrischer Unschärte bei kleinem Filmformat,

F i g. 2 eine Aufsicht auf den Drehanodenteller der F i g. 1 mit eingezeichnetem Brennfleck.

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Aufnah- "5 me mit kleinstmögiicher geometrische·· Unscharfe bei der Verwendung eines großen Filmformats und

Fig.4 eine Aufsicht auf den Drehanodenteller der F i g. 3 mit eingezeichnetem Brennfleck.

In der F i g. 1 erkennt man einen Drehanodenteller 1 einer Röntgenröhre 2, dessen äußerer bzw. innerer Randbereich 3 bzw. 4 mit je einer anderen Neigung zur Tellerachse 5 versehen ist. Über den beiden Randbereichen ist je eine Kathode 6 bzw. 7 angeordnet, durch die ein scharf begrenztes Elektronenstrahlenbündel auf den zugehörigen Randbereich des Drehanodentellers emittiert werden kann. In Richtung des senkrecht zur Tellerachse 5 austretenden Zentralstrahls 8 sind zur Begrenzung des Röntgenstrahlenbündels 9 auf das gewählte Filmformat 10 und ein unmittelbar davor angeordnetes Untersuchungsobjekt 11 zwei verstellbare Blendenplattenpaare 12 und 13 einer Primärstrahlenblendc angedeutet. Über einen Schalter 14 kann der Arzt die gewünschte Kathode 6 bzw. 7 und damit den Randbereich des Drehanodentellers 1, von dem aus die Röntgenstrahlung emittiert werden soll, vorwählen. In den Stromkreis der Kathode 7, die dem zum Zentralstrahl 8 weniger geneigten Randbereich 4 des Drehanodentellers zugeordnet ist, sind zwei mit den Blendenplattenpaarcn 12 und 13 der Piimärstrahlenblende gekoppelte Umschalter 15 und 16 in Serie geschaltet. Durch diese Umschalter wird ab einer vorgegebenen Öffnung eines der Blendenplattenpaare unabhängig von der Stellung des Schalters 14 die Kathode 6, die dem zum Zentralstrahl stärker geneigten Randbereich 3 des Drehanodentellers zugeordnet ist, eingeschaltet.

Die F i g. 2 zeigt in Aufsicht auf den Drehanodenteller 1 der F i g. 1 die Lage des Brennflecks 17, d. h. den Bereich, auf dem das von der Kathode 7 emittierte Elektronenstrahlenbündel auftrifft. Die Kantenverhältnisse dieses Brennflecks sind in der Weise an die relativ kleine Neigung dieses Randbereichs 4 zum Zentralstrahl angepaßt, daß die Projektion 18 dieses Brennflecks in Richtung des Zentralstrahls ß als kleines Quadrat erscheint. Die Neigung dieses Randbereichs 4 gegenüber dem Zentralstrahl 8 ist in der Darstellung der F i g. 1 und 2 gleich dem halben Winkel, unter dem das gewählte Filmformat 10, vom Brennfleck 17 aus gesehen, erscheint. Dies ist zugleich die Neigung, bei der das gewählte Filmformat bei dem gegebenen Brennfleck-Filmabstand mit der kleinstmöglichen geometrischen Unscharfe ausgeleuchtet werden kann.

Die F i g. 3 zeigt die gleiche Anordnung wie die Fig. 1, jedoch bei einer Einstellung der Blendenplattenpaare 12 und 13, wie sie sich bei der Verwendung eines größeren Filmformats 19 und einem weiter geöffneten Röntgenstrahlenbündel 20 ergibt. Infolge der weiter geöffneten Blendenplattenpaare 12 und 13 sind die Umschalter 15 und 16 (Fig. 3) in Stellungen gebracht, in denen unabhängig von der Stellung des Schalters 14 stets die Kathode 6 eingeschaltet ist, die dem zum Zentralstrahl 8 stärker geneigten Drehanodentellerrand 3 zugeordnet ist.

In der F i g. 4 erkennt man in der Aufsicht auf den Drehanodenteiler der F i g. 3, daß die Fläche des Brennflecks 21, auf der die von der Kathode 6 emittierten Elektronen auf dem äußeren Randbereich 3 des Drehanodentellers auftreffen, durch die andersartige Bündelung der Elektronen durch diese Kathode gegenüber dem Brennfleck 17 der F i g. 2 verbreitert ist. Die Projektion 22 dieses Brennflecks 21 in Richtung des Zentralstrahls 8 ist infolge der größeren Neigung des Drehanodentellerradendes wiederum quadratisch.

Bei den modernen Röntgenuntersuchungsgeräten erfolgt die Einstellung der Primärstrahlenblende automatisch in Abhängigkeit vom Format der eingelegten Kassette oder vom gewählten Filmformat. Damit ist infolge des gegebenen Brennfleck-Filmabstandes der Öffnungswinkel des Röntgenstrahlenbündels 9 bzw. 20 festgelegt. Der untersuchende Arzt hat nunmehr durch entsprechende Betätigung des Schalters 14 die Wahl. die Aufnahme mit einem größeren Brennfleck oder mit kleinerem Brennfleck und geringerer geometrischer Unscharfe durchzuführen. Wegen der im allgemeinen größeren Leistung des größeren Brennflecks kann im erstgenannten Fall mit meist kürzerer Belichtungszeit und damit mit geringerer Bewegungsunschärfe gearbeitet werden.

Auch dann, wenn sich der Arzt für den kleineren Brennfleck entscheidet, wird ohne sein Zutun durch die von den Blendenplattenpaaren 12 und 13 der Primärstrahlenblende gesteuerten Umschalter 15 und 16 auf die Kathode 6, die dem nächstgrößeren Brennfleck 17 entspricht, umgeschaltet, sobald die Blendenplattenpaare infolge des gewählten Filmformats eine Stellung erreichen, bei der der halbe Öffnungswinkel des Röntgenstrahlenbündels größer wird als der Winkel des jeweils gewählten inneren Randbereichs des Drehanodentellers. Dadurch werden Fehlbelichtungen infolge der Wahl eines im Vergleich zum gewählten Filmformat zu kleinen Brennflecks verhindert. Zustäzlich wird durch die Anpassung der verschiedenen Anodenwinkcl an den Brennfleck-Filmabstand und an die gängigen Filmformate erreicht, daß bei diesen Filmformaten stets mit dem theoretisch kleinstmöglichen Brennfleck gearbeitet werden kann.

Die Steuerung des Umschalters 15 durch das Blendenplattenpaar 13 kann in all den Fällen in Wegfall kommen, in denen das Blendenplatteupaar 13 nur senkrecht zur Tellerachse verstellt werden kann. Bei Primärstrahlenblenden, die um den Zentralstrahl drehbar sind, sind für die Verstellung der Umschalter nur jene Vektoren der Stellwege /U berücksichtigen, die in Richtung der Tellcrachse liegen In Fällen, in denen die einzelnen Blendenplatten unabhängig voneinander verstellbar sind, ist nur jenen Blendenplatten ein Umschalter zuzuordnen, die unter den durch die Drehanodentellerebene gegebenen Horizont verschiebbar sind. Werden Röntgenröhren mit mehr als zwei Brennflekken verwendet, so können an Stelle der einfachen Umschalter mehrstufige Drehschalter verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

22 OO 510 Patentansprüche:

1. Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenröhre mit mindestens zwei verschiedenen wahlweise einschaltbaren, zum Zentralstrahl unterschiedlich geneigten Brennflecken, mit einem Schalter zur Vorwahl eines der Brennflecke und mit einer im Röntgenstrahlenbündel angeordneten verstellbaren Primärstrahlenblende, gekennzeichnet durch eine durch die Verstellung der Primärstrahlenblende betätigbare Schaltvorrichtung (15, 16), die bei Überschreiten einer vorgegebenen öffnung beim Einstellen von die Primärstrahlenblende bildenden Blendenplaüenpaaren (12, 13) nur den Betrieb mit zum Zentralstrahl (8) stärker geneigtem Brennfleck (21) zuläßt und eine etwaige Vorwahl des schwächer geneigten Brennflecks (17) aufhebt.

2. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Stromkreis zur Vorwahl des kleineren Brennflecks (17) mindestens ein durch die Blendenplattenpaare (12, 13) betätigbarer Umschalter (15, 16) zur Umschaltung auf einen größeren Brennfleck (21) ab einer vorgegebenen öffnung der Blendenplattenpaare vorgesehen ist.